導電性高分子によって固定化された金属およびダイヤモンド粒子の電解触媒

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11750710
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: MITHRAN Somasundrum 福井大学, 工学部, 助手 (70311686)
• Keywords: グルコースオキシデーズ / 電流検出 / 微粒子 / ポリピロール / 物質移動 / ロジウム / バイオセンサー

Research Abstract

金属微粒子上で電極反応が起こると、通常には見られない触媒反応が観察される。申請者は以前、平板電極上に分散させたサブミクロン粒子を電極として、メタノール・ぎ酸・フェノールの酸化およびグルコース検出の際の過酸化水素の還元において、電位に利得があることを見出した。本研究では、金属微粒子を導電性高分子によって固定化・安定化した膜を用いて触媒機能を調べることを目指した。
グルコースオキシデーズ(GOD)を含む溶液中で、ロジウムを電解析出したポリピロール被覆電極に0.0Vをかけたときに流れる電流はグルコースの添加量と共に増加した。定常電流値に達するのに15分かかった。電流のグルコースに対する変化はほぼ一次であったが、原点を通らなかった。遅い応答は反応の遅さによるのではなく、溶液中の酸素の不足または膜内の遅い拡散による。これまでの理論によると反応拡散電流密度はj=-2Fs^*k√<KD>tanh[(L/2)√<K/D>]で表せる。ここでLは膜の厚さであり、s^*はGODの濃度である。この式を用いると、電流のLに対する変化からK/Dを算出できる。解析した結果、D=2×10^<-5>cm^2s^<-1>を用いるとk^2K=8×10^<-3>s^<-1>となった。この値は電極反応速度としては不合理な値である。ひとつの理由として、負の電位ではポリピロールが絶縁体となることが考えられる。